ຂ່າວ - ຫຼັກການພື້ນຖານແລະການ ນຳ ໃຊ້ລະບົບ TOF (ເວລາການບິນ).

ຈອງສື່ມວນຊົນສັງຄົມຂອງພວກເຮົາສໍາລັບການຕອບທັນທີ

ຊຸດນີ້ມີຈຸດປະສົງເພື່ອໃຫ້ຜູ້ອ່ານມີຄວາມເຂົ້າໃຈໃນຄວາມເລິກແລະຄວາມກ້າວຫນ້າຂອງລະບົບ Time of Flight (TOF). ເນື້ອໃນກວມເອົາສະພາບລວມຂອງລະບົບ TOF, ລວມທັງຄໍາອະທິບາຍລາຍລະອຽດຂອງທັງ TOF ທາງອ້ອມ (iTOF) ແລະ TOF (dTOF) ໂດຍກົງ. ພາກສ່ວນເຫຼົ່ານີ້ delve ເຂົ້າໄປໃນຕົວກໍານົດການຂອງລະບົບ, ຂໍ້ດີແລະຂໍ້ເສຍຂອງເຂົາເຈົ້າ, ແລະ algorithms ຕ່າງໆ. ບົດຄວາມຍັງຄົ້ນຄວ້າອົງປະກອບທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງລະບົບ TOF ເຊັ່ນ: Vertical Cavity Surface Emitting Lasers (VCSELs), ລະບົບສາຍສົ່ງ ແລະເລນຮັບ, ເຊັນເຊີຮັບເຊັ່ນ CIS, APD, SPAD, SiPM, ແລະວົງຈອນຂັບຄື ASICs.

ແນະນຳ TOF (ເວລາບິນ)

ຫຼັກການພື້ນຖານ

TOF, ຢືນສໍາລັບເວລາຂອງການບິນ, ແມ່ນວິທີການທີ່ໃຊ້ໃນການວັດແທກໄລຍະທາງໂດຍການຄິດໄລ່ເວລາທີ່ມັນໃຊ້ສໍາລັບແສງສະຫວ່າງໃນການເດີນທາງໄລຍະທາງທີ່ແນ່ນອນໃນຂະຫນາດກາງ. ຫຼັກການນີ້ຖືກນໍາໃຊ້ຕົ້ນຕໍໃນສະຖານະການ TOF optical ແລະຂ້ອນຂ້າງກົງໄປກົງມາ. ຂະບວນການປະກອບດ້ວຍແຫຼ່ງແສງສະຫວ່າງ emitting beam ຂອງແສງສະຫວ່າງ, ທີ່ໃຊ້ເວລາຂອງການປ່ອຍອາຍພິດບັນທຶກໄວ້. ຫຼັງຈາກນັ້ນ, ແສງສະຫວ່າງນີ້ຈະສະທ້ອນອອກຈາກເປົ້າຫມາຍ, ຖືກຈັບໂດຍຜູ້ຮັບ, ແລະເວລາຂອງການຮັບແມ່ນສັງເກດເຫັນ. ຄວາມແຕກຕ່າງໃນເວລາເຫຼົ່ານີ້, ຫມາຍເຖິງ t, ກໍານົດໄລຍະຫ່າງ (d = ຄວາມໄວຂອງແສງ (c) × t / 2).

ປະເພດຂອງ ToF Sensors

ມີເຊັນເຊີ ToF ສອງປະເພດຕົ້ນຕໍ: optical ແລະໄຟຟ້າ. ເຊັນເຊີ Optical ToF, ເຊິ່ງມີທົ່ວໄປກວ່າ, ໃຊ້ການເຕັ້ນຂອງແສງ, ໂດຍປົກກະຕິຢູ່ໃນຂອບເຂດອິນຟາເລດ, ສໍາລັບການວັດແທກໄລຍະທາງ. ກໍາມະຈອນເຫຼົ່ານີ້ຖືກປ່ອຍອອກມາຈາກເຊັນເຊີ, ສະທ້ອນອອກຈາກວັດຖຸ, ແລະກັບຄືນໄປຫາເຊັນເຊີ, ບ່ອນທີ່ເວລາເດີນທາງຖືກວັດແທກແລະໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ໄລຍະທາງ. ໃນທາງກົງກັນຂ້າມ, ເຊັນເຊີ ToF ແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າໃຊ້ຄື້ນແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າ, ເຊັ່ນ radar ຫຼື lidar, ເພື່ອວັດແທກໄລຍະທາງ. ພວກເຂົາເຈົ້າດໍາເນີນການກ່ຽວກັບຫຼັກການທີ່ຄ້າຍຄືກັນແຕ່ໃຊ້ຂະຫນາດກາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນສໍາລັບການວັດແທກໄລຍະທາງ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງ ToF Sensors

ເຊັນເຊີ ToF ແມ່ນມີຄວາມຫຼາກຫຼາຍ ແລະໄດ້ຖືກລວມເຂົ້າໃນຂົງເຂດຕ່າງໆ:

ຫຸ່ນຍົນ:ໃຊ້ສໍາລັບການຊອກຄົ້ນຫາອຸປະສັກແລະການນໍາທາງ. ສໍາລັບຕົວຢ່າງ, ຫຸ່ນຍົນເຊັ່ນ Roomba ແລະ Boston Dynamics' Atlas ຈ້າງກ້ອງຖ່າຍຮູບຄວາມເລິກ ToF ສໍາລັບການສ້າງແຜນທີ່ອ້ອມຂ້າງແລະການເຄື່ອນໄຫວວາງແຜນ.

ລະບົບຄວາມປອດໄພ:ທົ່ວໄປໃນເຊັນເຊີການເຄື່ອນໄຫວເພື່ອກວດຫາຜູ້ບຸກລຸກ, ການກະຕຸ້ນເຕືອນ, ຫຼືການເປີດໃຊ້ລະບົບກ້ອງຖ່າຍຮູບ.

ອຸດສາຫະກຳລົດຍົນ:ລວມຢູ່ໃນລະບົບການຊ່ວຍເຫຼືອຜູ້ຂັບຂີ່ສໍາລັບການປັບຕົວຄວບຄຸມການລ່ອງເຮືອແລະການຫຼີກລ່ຽງການປະທະກັນ, ກາຍເປັນທີ່ແຜ່ຫຼາຍໃນລົດຮຸ່ນໃຫມ່.

ພາກສະຫນາມທາງການແພດ: ນຳໃຊ້ເຂົ້າໃນການຖ່າຍຮູບແລະການວິນິດໄສທີ່ບໍ່ເປັນການຮຸກຮານ, ເຊັ່ນ: ການກວດຫາຄວາມສອດຄ່ອງທາງແສງ (OCT), ການຜະລິດຮູບເນື້ອເຍື່ອທີ່ມີຄວາມລະອຽດສູງ.

ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ: ລວມເຂົ້າກັບສະມາດໂຟນ, ແທັບເລັດ ແລະແລັບທັອບສຳລັບຄຸນສົມບັດຕ່າງໆ ເຊັ່ນ: ການຮັບຮູ້ໃບໜ້າ, ການພິສູດຢືນຢັນທາງຊີວະມິຕິ, ແລະການຮັບຮູ້ທ່າທາງ.

Drones:ໃຊ້ໃນການນຳທາງ, ການຫຼີກເວັ້ນການປະທະກັນ, ແລະໃນການແກ້ໄຂຄວາມກັງວົນດ້ານຄວາມເປັນສ່ວນຕົວ ແລະການບິນ

ສະຖາປັດຕະຍະກຳລະບົບ TOF

ລະບົບ TOF ປົກກະຕິປະກອບດ້ວຍອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນຈໍານວນຫນຶ່ງເພື່ອບັນລຸການວັດແທກໄລຍະຫ່າງທີ່ອະທິບາຍ:

· ເຄື່ອງສົ່ງສັນຍານ (Tx):ນີ້ປະກອບມີແຫຼ່ງແສງເລເຊີ, ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນ aVCSEL, ເປັນວົງຈອນຂັບ ASIC ເພື່ອຂັບເລເຊີ, ແລະອົງປະກອບ optical ສໍາລັບການຄວບຄຸມ beam ເຊັ່ນ: ທັດສະນະ collimating ຫຼືອົງປະກອບ optical diffractive, ແລະການກັ່ນຕອງ.
· ຜູ້ຮັບ (Rx):ນີ້ປະກອບດ້ວຍເລນແລະຕົວກອງຢູ່ປາຍຮັບ, ເຊັນເຊີເຊັ່ນ CIS, SPAD, ຫຼື SiPM ຂຶ້ນກັບລະບົບ TOF, ແລະເຄື່ອງປະມວນຜົນສັນຍານຮູບພາບ (ISP) ສໍາລັບການປະມວນຜົນຂໍ້ມູນຈໍານວນຫລາຍຈາກຊິບຮັບ.
·ການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານ:ການຄຸ້ມຄອງຄວາມຫມັ້ນຄົງການຄວບຄຸມປະຈຸບັນສໍາລັບ VCSELs ແລະແຮງດັນສູງສໍາລັບ SPADs ແມ່ນສໍາຄັນ, ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄຸ້ມຄອງພະລັງງານທີ່ເຂັ້ມແຂງ.
· ຊັ້ນຊອບແວ:ນີ້ປະກອບມີເຟີມແວ, SDK, OS, ແລະຊັ້ນແອັບພລິເຄຊັນ.

ສະຖາປັດຕະຍະກໍາສະແດງໃຫ້ເຫັນວິທີການແສງເລເຊີ, ມີຕົ້ນກໍາເນີດມາຈາກ VCSEL ແລະດັດແກ້ໂດຍອົງປະກອບ optical, ເດີນທາງຜ່ານອາວະກາດ, ສະທ້ອນອອກຈາກວັດຖຸ, ແລະກັບຄືນໄປຫາຜູ້ຮັບ. ການຄິດໄລ່ເວລາ lapse ໃນຂະບວນການນີ້ເປີດເຜີຍຂໍ້ມູນໄລຍະທາງຫຼືຄວາມເລິກ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ສະຖາປັດຕະຍະກໍານີ້ບໍ່ໄດ້ກວມເອົາເສັ້ນທາງທີ່ມີສິ່ງລົບກວນ, ເຊັ່ນ: ສິ່ງລົບກວນທີ່ເກີດຈາກແສງແດດຫຼືສິ່ງລົບກວນຫຼາຍເສັ້ນທາງຈາກການສະທ້ອນ, ເຊິ່ງໄດ້ຖືກປຶກສາຫາລືໃນຊຸດຕໍ່ມາ.

ການຈັດປະເພດຂອງລະບົບ TOF

ລະບົບ TOF ຖືກຈັດປະເພດຕົ້ນຕໍໂດຍເຕັກນິກການວັດແທກໄລຍະທາງຂອງພວກເຂົາ: TOF ໂດຍກົງ (dTOF) ແລະ TOF ໂດຍທາງອ້ອມ (iTOF), ແຕ່ລະຄົນມີຮາດແວທີ່ແຕກຕ່າງກັນແລະວິທີການສູດການຄິດໄລ່. ຊຸດດັ່ງກ່າວໃນເບື້ອງຕົ້ນໄດ້ອະທິບາຍຫຼັກການຂອງເຂົາເຈົ້າກ່ອນທີ່ຈະ delving ເຂົ້າໄປໃນການວິເຄາະປຽບທຽບຂອງຂໍ້ໄດ້ປຽບ, ສິ່ງທ້າທາຍ, ແລະຕົວກໍານົດການລະບົບຂອງເຂົາເຈົ້າ.

ເຖິງວ່າຈະມີຫຼັກການທີ່ເບິ່ງຄືວ່າງ່າຍດາຍຂອງ TOF - ປ່ອຍກໍາມະຈອນແສງສະຫວ່າງແລະກວດພົບການກັບຄືນຂອງມັນເພື່ອຄິດໄລ່ໄລຍະທາງ - ຄວາມສັບສົນແມ່ນຢູ່ໃນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງແສງສະຫວ່າງທີ່ກັບຄືນມາຈາກແສງລ້ອມຮອບ. ອັນນີ້ຖືກແກ້ໄຂໂດຍການປ່ອຍແສງສະຫວ່າງພຽງພໍເພື່ອບັນລຸອັດຕາສ່ວນສັນຍານຕໍ່ສຽງດັງ ແລະເລືອກຄວາມຍາວຄື້ນທີ່ເໝາະສົມເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນການລົບກວນແສງສິ່ງແວດລ້ອມ. ວິທີການອື່ນແມ່ນການເຂົ້າລະຫັດແສງສະຫວ່າງທີ່ປ່ອຍອອກມາເພື່ອເຮັດໃຫ້ມັນສາມາດຈໍາແນກໄດ້ໃນເວລາກັບຄືນ, ຄ້າຍຄືກັບສັນຍານ SOS ທີ່ມີໄຟສາຍ.

ຊຸດດັ່ງກ່າວດໍາເນີນການປຽບທຽບ dTOF ແລະ iTOF, ປຶກສາຫາລືກ່ຽວກັບຄວາມແຕກຕ່າງ, ຄວາມໄດ້ປຽບ, ແລະຄວາມທ້າທາຍຂອງພວກເຂົາຢ່າງລະອຽດ, ແລະຈັດປະເພດລະບົບ TOF ຕື່ມອີກໂດຍອີງໃສ່ຄວາມສັບສົນຂອງຂໍ້ມູນທີ່ພວກເຂົາສະຫນອງ, ຕັ້ງແຕ່ 1D TOF ເຖິງ 3D TOF.

dTOF

Direct TOF ໂດຍກົງວັດແທກເວລາບິນຂອງ photon. ອົງປະກອບທີ່ສໍາຄັນຂອງມັນ, Single Photon Avalanche Diode (SPAD), ມີຄວາມອ່ອນໄຫວພຽງພໍທີ່ຈະກວດພົບໂຟຕອນດຽວ. dTOF ໃຊ້ Time Correlated Single Photon Counting (TCSPC) ເພື່ອວັດແທກເວລາຂອງ photon ມາຮອດ, ການກໍ່ສ້າງ histogram ເພື່ອຫັກໄລຍະທາງທີ່ເປັນໄປໄດ້ໂດຍອີງໃສ່ຄວາມຖີ່ສູງສຸດຂອງຄວາມແຕກຕ່າງຂອງເວລາສະເພາະ.

iTOF

ທາງອ້ອມ TOF ຄິດໄລ່ເວລາການບິນໂດຍອີງໃສ່ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງໄລຍະລະຫວ່າງຮູບແບບຄື້ນທີ່ປ່ອຍອອກມາ ແລະໄດ້ຮັບ, ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວແມ່ນການໃຊ້ສັນຍານການເຄື່ອນທີ່ຂອງຄື້ນຕໍ່ເນື່ອງ ຫຼືກຳມະຈອນ. iTOF ສາມາດໃຊ້ສະຖາປັດຕະຍະກໍາເຊັນເຊີຮູບພາບມາດຕະຖານ, ການວັດແທກຄວາມເຂັ້ມຂອງແສງໃນໄລຍະເວລາ.

iTOF ໄດ້ຖືກແບ່ງອອກຕື່ມອີກເປັນໂມດູນຄື້ນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ (CW-iTOF) ແລະໂມດູນກຳມະຈອນ (Pulsed-iTOF). CW-iTOF ວັດແທກການປ່ຽນແປງໄລຍະລະຫວ່າງຄື້ນ sinusoidal ທີ່ປ່ອຍອອກມາ ແລະໄດ້ຮັບ, ໃນຂະນະທີ່ Pulsed-iTOF ຄິດໄລ່ການປ່ຽນແປງໄລຍະໂດຍໃຊ້ສັນຍານຄື້ນສີ່ຫຼ່ຽມມົນ.

ອ່ານເພີ່ມເຕີມ:

ວິກິພີເດຍ. (ນ). ເວລາບິນ. ດຶງມາຈາກhttps://en.wikipedia.org/wiki/Time_of_flight
Sony Semiconductor Solutions Group. (ນ). ToF (ເວລາຂອງການບິນ) | ເຕັກໂນໂລຊີທົ່ວໄປຂອງເຊັນເຊີຮູບພາບ. ດຶງມາຈາກhttps://www.sony-semicon.com/en/technologies/tof
Microsoft. (2021, 4 ກຸມພາ). Intro to Microsoft Time Of Flight (ToF) - Azure Depth Platform. ດຶງມາຈາກhttps://devblogs.microsoft.com/azure-depth-platform/intro-to-microsoft-time-of-flight-tof
ESCATEC. (2023, 2 ມີນາ). ເວລາຂອງການບິນ (TOF) ເຊັນເຊີ: ພາບລວມໃນຄວາມເລິກ ແລະຄໍາຮ້ອງສະຫມັກ. ດຶງມາຈາກhttps://www.escatec.com/news/time-of-flight-tof-sensors-an-in-depth-overview-and-applications

ຈາກຫນ້າເວັບhttps://faster-than-light.net/TOFSystem_C1/

ໂດຍຜູ້ຂຽນ: Chao Guang

ການປະຕິເສດຄວາມຮັບຜິດຊອບ:

ພວກເຮົາປະກາດໃນນີ້ວ່າບາງຮູບພາບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນເວັບໄຊທ໌ຂອງພວກເຮົາແມ່ນເກັບກໍາມາຈາກອິນເຕີເນັດແລະວິກິພີເດຍ, ໂດຍມີຈຸດປະສົງເພື່ອສົ່ງເສີມການສຶກສາແລະການແບ່ງປັນຂໍ້ມູນ. ພວກເຮົາເຄົາລົບສິດທິຊັບສິນທາງປັນຍາຂອງຜູ້ສ້າງທຸກຄົນ. ການນໍາໃຊ້ຮູບພາບເຫຼົ່ານີ້ບໍ່ໄດ້ມີຈຸດປະສົງເພື່ອຜົນປະໂຫຍດທາງການຄ້າ.

ຖ້າທ່ານເຊື່ອວ່າເນື້ອຫາໃດນຶ່ງທີ່ໃຊ້ນັ້ນລະເມີດລິຂະສິດຂອງທ່ານ, ກະລຸນາຕິດຕໍ່ພວກເຮົາ. ພວກເຮົາເຕັມໃຈທີ່ຈະໃຊ້ມາດຕະການທີ່ເໝາະສົມ, ລວມທັງການລຶບຮູບພາບ ຫຼື ການໃຫ້ແຫຼ່ງທີ່ມາທີ່ຖືກຕ້ອງ, ເພື່ອຮັບປະກັນການປະຕິບັດຕາມກົດໝາຍ ແລະ ລະບຽບການກ່ຽວກັບຊັບສິນທາງປັນຍາ. ເປົ້າຫມາຍຂອງພວກເຮົາແມ່ນເພື່ອຮັກສາເວທີທີ່ອຸດົມສົມບູນໃນເນື້ອຫາ, ຍຸຕິທໍາ, ແລະເຄົາລົບສິດທິຊັບສິນທາງປັນຍາຂອງຄົນອື່ນ.

ກະລຸນາຕິດຕໍ່ພວກເຮົາທີ່ທີ່ຢູ່ອີເມວຕໍ່ໄປນີ້:sales@lumispot.cn. ພວກເຮົາໃຫ້ຄຳໝັ້ນສັນຍາທີ່ຈະດຳເນີນການໃນທັນທີເມື່ອໄດ້ຮັບແຈ້ງການໃດໆ ແລະ ຮັບປະກັນການຮ່ວມມື 100% ໃນການແກ້ໄຂບັນຫາດັ່ງກ່າວ.